2019届一轮复习人教版原理综合题解题方法指导学案

2019届一轮复习人教版原理综合题解题方法指导学案

‎2019年全国卷高考化学总复习《原理综合题解题方法指导》专题突破 ‎【高考展望】‎ 考纲要求考生能将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。在高考试题中，每年都有一道考查化学反应原理综合应用的高考试题。‎ 该类题主要把热化学、电化学、化学反应速率及三大平衡知识融合在一起命题，有时有图像或图表形式，重点考查热化学（或离子、电极）方程式的书写、离子浓度大小比较、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。试题设问较多，考查的内容也就较多，导致思维转换角度较大；试题的难度较大，对思维能力的要求较高。这类试题具有较大的综合性，能很好地考查同学们应用化学知识解决实际问题的能力。‎ ‎【方法点拨】‎ 一、化学反应原理综合题常考知识点 ‎1、热化学方程式的书写或运用盖斯定律计算反应热 ‎2、电解池或原电池方程式的书写或电极反应式书写、新情景下陌生氧化还原型的离子方程式书写 ‎3、化学反应速率的影响因素的实验探究 ‎4、化学平衡状态的标志以及化学平衡的影响因素 ‎5、化学平衡常数及平衡转化率的计算 ‎6、酸碱中和滴定的扩展应用（仪器使用、平行实验、空白试验、误差讨论）‎ ‎7、Ksp的计算和应用 ‎8、综合计算（混合物计算、化学式的确定、关系式法、守恒法在计算中的应用）‎ 二、化学反应原理综合题的答题策略 这类试题考查的内容很基础，陌生度也不大，所以复习时一定要重视盖斯定律的应用与热化学方程式的书写技巧及注意事项；有关各类平衡移动的判断、常数的表达式、影响因素及相关计算；影响速率的因素及有关计算的关系式；电化学中两极的判断、离子移动方向、离子放电先后顺序、电极反应式的书写及有关利用电子守恒的计算；电离程度、水解程度的强弱判断及离子浓度大小比较技巧等基础知识，都是平时复习时应特别注意的重点。在理解这些原理或实质时，也可以借用图表来直观理解，同时也有利于提高自己分析图表的能力与技巧。‎ 该类题将许多化学基础知识整合在一起，思维空间大，设问较多，考查内容较多，但 题目都是《考试大纲》要求的内容，不会出现偏、怪、难的问题，因此要充满信心，分析时要冷静，不能急于求成。可采用各个击破的方法，搞清楚各步知识点所对应的化学反应原理，采取先分后合的方法，再根据题目要求，用简洁、准确、规范的化学用语答题即可。再者该类题的各个小问题一般是相对独立设置、没有递进性，故答题时可扬长避短、跳跃式解答，千万不能放弃。‎ 三、化学反应原理综合题中应注意的问题 ‎1、化学反应速率题中应注意的问题 ‎(1)对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响，且影响趋势相同，但影响值不同。升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响较小；反之，降温对吸热反应影响较小，对放热反应影响较大。‎ ‎(2)计算反应速率时，要特别注意时间、体积、浓度单位的换算。‎ ‎2、化学反应焓变题中应注意的问题 ‎(1)正确理解ΔH 正负号的意义及焓变与能量变化的关系。‎ ΔH为负值，反应物总能量高于生成物总能量，反应放热；ΔH为正值，反应物总能量低于生成物总能量。‎ ‎(2)在原电池与电解池反应中，ΔH 值不等于电能值，化学能与电能的转化过程中还有热能转化。‎ ‎(3)运用盖斯定律计算多步反应的ΔH 时，要注意反应分子式前面的系数与ΔH 的对应关系，运用数学加减法和移项原理进行加减，在总反应式中没有的物质要用消元法除去，出现的物 质要按照总反应式中的分子数保留。‎ ‎3、化学平衡常数题中应注意的问题 ‎(1)固体物质、纯液体、水溶液中进行的反应，H2O 不列入平衡常数的计算表达式中；气体反应、有机反应，H2O 的浓度要列入平衡常数的计算表达式中。‎ ‎(2)平衡常数(K)式中的浓度是平衡状态时的物质的量浓度，而浓度商(Q)式中的浓度是任意时刻的物质的量浓度。‎ ‎4、原电池与电解池题中应注意的问题 ‎(1)原电池中负极发生氧化反应，常出现电极材料溶解、质量减轻等现象；正极发生还原反应，常出现质量不变或增重、有气体产生等现象。电解池中与电源负极连接的阴极材料不反 应，与电源正极连接的阳极(除惰性电极外)材料发生氧化反应，可能出现电极溶解、质量减轻等现象。‎ ‎(2)Fe在原电池与电解池反应中发生氧化反应时失去 2 个电子生成 Fe2＋。‎ ‎(3)可充电电池的放电反应是原电池反应，充电反应是电解池反应。放电过程中原池的负极发生氧化反应，充电过程中电池的阴极发生还原反应。‎ ‎5、电离平衡、水解平衡和溶解平衡题中应注意的问题 ‎(1)书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆号连接。‎ ‎(2)分析离子的存在形式时要考虑弱酸弱碱的电离和离子 ‎(3)分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。‎ ‎(4)利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时，要考虑溶解平衡式中阴阳离子系数与溶度积常数关系，溶度积大的其溶解度不一定大。‎ ‎6、分析图表与作图时应注意的问题 ‎(1)仔细分析和准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点。‎ ‎(2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。‎ ‎(3)描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。‎ ‎(4)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一、电极反应式书写、新情景下陌生氧化还原型的离子方程式书写 例1、电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为：‎ ‎ 。‎ ‎【思路点拨】阳极电解产物为N2，所以放电的应为CO(NH2)2。‎ ‎【答案】CO(NH2)2+8OH—－6e—=CO32—+N2↑+6H2O。‎ ‎【解析】根据题意知道，阴极室含有的阳离子有H+、K+，阳极室含有OH-、H2O以及尿素[CO(NH2)2]分子，阳极电解产物为N2，所以放电的应为CO(NH2)2，写出CO(NH2)2--- N2，经分析知道N元素化合价共升高6价，即一个CO(NH2)2失去6个电子，可写出CO(NH2)2-6e---- N2，碳元素化合价不变（+4），在碱性溶液中转化为CO32—，然后根据电荷守恒在左边添加8OH-，最后根据质量守恒在右边添加6H2O，得出完整的电极反应式：CO(NH2)2+8OH—－6e—=CO32—+N2↑+6H2O。‎ ‎【总结升华】读懂题意尤其是相关示意图，分析电解池的阴极室和阳极室存在的阳离子、阴离子及其放电顺序，必要时根据题目要求还要考虑分子是否会放电。首先写出阴（阳）极室发生还原（氧化）反应的反应物和产物离子（分子），分析其化合价变化，标出其得失电子的情况，然后根据电荷守恒在左边或右边配上其他离子，左后根据质量守恒配上其它物质。‎ 注意：①并非放电的一定是离子，应根据题目要求及时调整。‎ ‎②用来配平电极反应式的离子（物质）应是电解池中含有的，而且前后不能矛盾。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式______________，科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是__________（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为________________。‎ ‎【答案】4NH3+3O2 2N2+6H2O；负极； 2NH3 - 6e- + 6OH- = N2 +6H2O ‎【变式2】反应Ⅳ（电解硫酸铵溶液）常被用于电解生产(NH4)2S2O8 (过二硫酸铵)并得到H2。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为 。‎ ‎【答案】2SO42- -2e-=S2O82-‎ ‎【解析】因为在硫酸铵溶液中铵根离子发生水解，溶液显酸性，氢氧根离子浓度很低，而硫酸根离子浓度大，造成阳极发生反应为：2SO42- -2e-=S2O82-，即生成过硫酸根离子，这也是工业生成过硫酸盐的方法；阴极生成氢气：2H+ +2e-=H2↑。‎ ‎【变式3】在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是： 。‎ ‎【答案】2Cu2+ +SO3 2- +2Cl-+H2O2CuCl↓+2H+ +SO4 2-‎ ‎【解析】还原剂是SO32-，氧化剂是Cu2+，按照得失电子守恒配平：1个SO3 2-失去两个电子，2个Cu2+变成Cu+得到两个电子，有：2Cu2+ +SO3 2- →2CuCl↓+SO4 2-，按电荷守恒及原子守恒进一步配平得到：2Cu2+ +SO3 2- +2Cl-+H2O2CuCl↓+2H+ +SO4 2-。‎ 类型二、反应速率与化学平衡有关综合题 例2、已知CO2可以生产绿色燃料甲醇：‎ CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－187.4 kJ/mol。‎ ‎300 ℃时，在一定容积的密闭容器中，c(CO2)＝1.00 mol/L，c(H2)＝1.60 mol/L开始反应，结果如下图所示，回答下列问题：‎ ‎(1)使用催化剂 I 时，反应在10小时内的平均反应速率：v(H2)＝______mol/(L·h)。‎ ‎(2)下列叙述正确的是________。‎ A．当容器内气体的密度不再改变时，反应不一定达到平衡状态 B．充入氩气增大压强有利于提高 CO2的转化率 C．CO2平衡转化率，在上述反应条件下，催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ高 D．催化效率：在上述反应条件下，催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ高 ‎(3)根据图中数据，计算此反应在 300 ℃时的平衡常数(写出计算过程)。‎ ‎(4)将 上 述 平 衡 体 系升温至 400 ℃ ，平衡常数 ： K(400℃)______K(300 ℃)(填“<”、“＝”或“>”)。‎ ‎(5)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－242.8 kJ/mol，则 反 应 2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝________ kJ/mol。‎ ‎【思路点拨】(1)从先由速率公式v(CO2)＝Δc(CO2)/t求出v(CO2)，再根据速率比等于系数比得v(H2)＝3v (CO2)，求出v(H2)。‎ ‎【答案】(1)0.054 (2)AD (3)CO2＋3H2 === CH3OH＋H2O 起始浓度/mol·L－1　1.00　1.60　　　0　　　0‎ 变化浓度/mol·L－1　0.20　0.60　 　0.20　 0.20‎ 平衡浓度/mol·L－1　0.80　1.0　　　0.20　 0.20‎ ‎＝0.050 (mol·L－1)－2‎ ‎(4)< (5)－353.6‎ ‎【解析】(1)从图读数知10 小时内 CO2消耗量为1.00 mol/L×18%＝0.18 mol/L ，反 应 速 率 计 算 式 v(CO2)＝Δc(CO2)/t＝0.18mol/L÷10h＝0.018 mol/(L·h)，v(H2)＝3v (CO2)＝ 3 × 0.018mol/(L·h)＝0.054 mol/(L·h)。‎ ‎(2)A 项正确，该密闭容器的容积一定，无固体和液体参加反应，无论反应达到平衡与否，其气体密度均不变化；B 项错误，氩气不参加反应，容器的容积一定，充入氩气不改变反应物、生成物的浓度，对平衡不产生影响；C 项错误，催化剂的使用同等程度改变正、逆反应速率，不影响平衡移动；D ‎ 项正确，据图知，使用催化剂Ⅱ使反应达到平衡时间比使用催化剂Ⅰ短，故催化效率更高。‎ ‎【总结升华】本题考查化学反应速率、化学平衡状态的建立、图像分析、化学平衡常数应用与计算等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在2L的密闭容器中加入a mol CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：‎ 物质 CH3OH CH3OCH3‎ H2O 浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.44‎ ‎0.6‎ ‎0.6‎ 下列说法正确的是（ ）‎ A．a = 1.64‎ B．此时刻正反应速率大于逆反应速率 C．若起始时加入2a mol CH3OH，则达到平衡时CH3OH的转化率增大 D．若混合气体的平均摩尔质量不再变化，则说明反应已达到平衡状态 ‎【答案】B ‎【变式2】工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：‎ CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41 kJ/mol 某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：‎ 容器编号 起始时各物质物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达平衡时体系能量的变化/kJ CO H2O CO2‎ H2‎ ‎①‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎0‎ ‎0‎ t1‎ 放出热量：32.8 kJ ‎②‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎0‎ ‎0‎ t2‎ 放出热量：Q ‎（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 （填“大于”、‎ ‎“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量。‎ ‎（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为 %。‎ ‎（3）计算容器②中反应的平衡常数K= 。‎ ‎（4）下列叙述正确的是 （填字母序号）。‎ ‎ a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等 b．容器②中反应达平衡状态时，Q > 65.6 kJ c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等 d．容器①中，反应的化学反应速率为：‎ ‎（5）已知：2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (g) ΔH＝－484 kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2‎ 的热化学方程式： 。‎ ‎（6）容器①中反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用 ‎200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方 程式表示） 。‎ ‎【答案】（1）小于（答“<”不扣分）‎ ‎（2）80‎ ‎（3）1 ‎ ‎（4）a ‎ ‎（5）2CO(g) + O2(g) === 2CO2(g) △H = -566 kJ/mol ‎ ‎（6）3CO2 + 5OH- === 2CO32- + HCO3- + 2H2O ‎ 类型三、电解质电离平衡与水解平衡综合题 例3、（1）元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，则M的原子结构示意图为 ‎ 。‎ ‎（2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 。‎ ‎（3）能证明Na2SO3溶液中存在SO32—+H2OHSO3—+OH—水解平衡的事实是 （填序号）。‎ A． 滴入酚酞溶液变红，再加入H2SO4溶液红色褪去 B． 滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色褪去 C． 滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去 ‎（4）元素X、Y在周期表中位于同一主族，化合物Cu2X和Cu2Y可发生如下转化（其中D是纤维素水解的最终产物）：‎ ‎①非金属X Y(填“＞”或“＜”)‎ ‎②Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成，化学方程式为 。‎ ‎（5）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行2A(g)+B（g）‎ ‎2C（g）+D（s）反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高，简述该反应的平衡常数与温度的变化关系： 。‎ 物 质 A B C D 起始投料/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎0‎ ‎【思路点拨】(1)铵根离子含有10个电子、11个质子。‎ ‎ (2)硫酸铝溶液与过量氨水反应生成的氢氧化铝不能溶于过量的氨水中。‎ ‎ (3)此题关键是亚硫酸离子水解生成的OH－使得酚酞溶液变红。‎ ‎ (4)悬浊液与D溶液(葡萄糖溶液)生成砖红色沉淀氧化亚铜，则Y为O，X、Y同主族，则X为S。‎ ‎(5)测得反应后，体系压强增大，则达到平衡前，反应逆向进行。如果正反应是放热反应，则升高温度，反应逆向进行，因此平衡常数随温度的升高而减小。‎ ‎【答案】(1) ‎ ‎(2)3NH 3 ·H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3 NH 4+‎ ‎(3)C ‎(4)①<　‎ Cu2O＋6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O ‎(5)平衡常数随温度的升高而减小 ‎【解析】（1）铵根离子中含有10个电子，11个质子，与之相同的单核离子为钠离子。‎ ‎（2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+‎ ‎（3）选C，ABC三个选项描述都是正确的，但要说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的，存在水解平衡这一事实。比如说向氢氧化钠这样的碱溶液中加入酚酞后变红，用AB两项中的试剂都可褪色，但用C中的试剂就不行。选择试剂最好是中性，并与亚硫酸根离子反应，使水解平衡移动，这样一比较C可以充分说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的。‎ ‎（4）先推断元素，悬浊液与D的溶液（葡萄糖溶液）生成砖红色沉淀是氧化亚铜，则Y为O元素，X，Y同主族，则X为S元素。问题就很好回答，非金属性X＜Y，Cu2O与浓硝酸反应生成红棕色的气体NO2，利用氧化还原反应原理并配平可写出方程式：Cu2O+6HNO3（浓）=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O ‎（5）在恒容绝热的情况下，反应达到平衡后，体系压强升高，可推知气体体积变大，说明反应是向左移（注意D为固态）。另外压强与温度成正比，压强升高，温度升高，如果正反应是放热的情况下，则是升高温度，平衡向左移，符合题目情况。因此推出正反应是放热反应，那平衡常数与温度成反比。‎ ‎【总结升华】本题考查得都是主干知识，只是觉得拼盘得太明显，5个小问各不相干，独立成题，是否可用10电子,18电子微粒把它们串起来，比如Na+，Al3+，O2—，S2—。其中第4问涉及有机化学知识，把知识很好的揉合在一起，第3问，第5问要求思维推理能力较高。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】常温下，浓度均为0.1 mol/L的6种溶液pH如下：‎ 溶质 Na2CO3‎ NaHCO3‎ Na2SiO3‎ Na2SO3‎ NaHSO3‎ NaClO pH ‎11.6‎ ‎9.7‎ ‎12.3‎ ‎10.0‎ ‎4.0‎ ‎10.3‎ 请由上表数据回答：‎ ‎ （1）非金属性Si C（填“>”或“<”），用原子结构解释其原因：同主族元素由上到下 。‎ ‎ （2）常温下，相同物质的量浓度的下列稀溶液，其酸性由强到弱的顺序是（填序号） 。‎ ‎ a．H2SiO3 b．H2SO3 c．H2CO3 ‎ ‎ （3）用离子方程式说明Na2CO3溶液pH＞7的原因 。 ‎ ‎ （4）6种溶液中，水的电离程度最小的是（填化学式） 。‎ ‎ （5）若增大氯水中次氯酸的浓度，可向氯水中加入上表中的物质是（填化学式） ，‎ ‎ 用化学平衡移动的原理解释其原因： 。‎ ‎【答案】（1）＜ 原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱 ‎ ‎（2）bca ‎（3）CO32－+H2OHCO3－+OH－‎ ‎（4）NaHSO3‎ ‎（5）NaHCO3（或NaClO） 因为Cl2 + H2OH++Cl－+HClO， NaHCO3（或NaClO）消耗H+，平衡正向移动，使溶液中次氯酸浓度增大。‎ ‎【变式2】直接排放含SO2的烟气会形成胶雨，危害环境，利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。用化学方程式表示SO2形成硫酸型胶雨的反应： ‎ (1) 在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2‎ 制得，该反应的离子方程式是 ‎ (1) 吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32﹣)： n(HSO3﹣)变化关系如下表：‎ n(SO₃2﹣)：n(HSO₃﹣)‎ ‎91：9‎ ‎1：1‎ ‎1：91‎ pH ‎８.２‎ ‎7.2‎ ‎6.2‎ ‎①上表判断NaHSO ₃溶液显　　　　　　性，用化学平衡原理解释　　　　　　　　　　　　　‎ ‎②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)　　　　　　　　　　　　‎ (2) 当吸收液的pH降至约为6时，满送至电解槽再生。再生示意图如下:‎ ‎ ‎ ‎①HSO3— 在阳极放电的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎②当阴极室中溶液pＨ升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。‎ ‎【答案】⑴SO2+H2OH2SO3，2H2SO3+O22H2SO4‎ ‎⑵SO2+2OH—=SO32—+H2O ‎⑶①酸性 HSO3—中存在：HSO3—H++SO32—和HSO3—+H2OH2SO3+OH—，HSO3—电离程度大于其水解程度 ‎②a b ‎⑷①HSO3——2e—+H2O= SO42—+3H+‎ ‎②H+在阴极得电子生成H2，溶液中的c(H+)降低,促使HSO3—电离生成SO32—，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。‎ ‎【解析】（１）酸雨形成的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸。（２）二氧化硫与过量的NaOH溶液反应生成亚硫酸钠溶液。（３）由表给数据ｎ（SO32—）：n（HSO3—）=9：91时，溶液pH=6.2，所以亚硫酸钠溶液显酸性。亚硫酸氢钠溶液中存在两种趋势：电离使溶液显酸性，水解使溶液显碱性，溶液显酸性显而易见是电离趋势大于水解趋势的结果；由表给数据ｎ（SO32—）：n（HSO3—）=1：1时，溶液pH=7.2，可知吸收液显中性必然是亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合液，溶液中电荷守恒的关系为：c（Na+）+ c（H+）= 2c（SO32—）+ c（HSO3—）+ c（OH—），由此可判断a正确，c不正确。（4）阳极发生氧化反应，所以HSO3— 在阳极失去电子生成SO42—和H+。阴极H+放电破坏水的电离平衡，云集OH—，使溶液pH增大显碱性，HSO3—与OH—反应重新生成SO32—，吸收液得以再生并循环使用。‎ 类型四、化学反应原理综合题 例4、下列说法正确的是（ ）‎ A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023‎ B．室温下，pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH>7‎ C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)=2v逆(NH3)‎ ‎【答案】C ‎【解析】A：2H2O2=2H2O+O2↑，生成1mol O2，转移2mol电子，转移的电子数约为2×6.02×1023。B：醋酸是弱酸，氢氧化钠是强碱，等体积混合，醋酸过量，反应后溶液呈酸性，溶液pH<7。C：牺牲阳极的阴极保护法，是根据原电池原理，让比较活泼的金属作负极，钢铁作正极，被保护。外加电流的阴极保护法，是依据电解池原理，钢铁作阴极，可以防止钢铁的腐蚀。D：达到平衡状态时，对于同一物质来说，正反应速率和逆反应速率相等；对于不同种物质来说，正反应速率与逆反应速率之比等于化学计量数之比，应为2v正(H2)=3v逆(NH3)。故选C。 ‎ ‎【总结升华】本题考查了氧化还原反应、电化学、化学平衡、pH计算等化学反应原理知识。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】为应对环境污染，使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫等气体的排放，及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。‎ ‎（1）为减少煤燃烧中废气的排放，常将煤转化为清洁气体燃料。请写出焦炭与水蒸气高温下反应的化学方程式： 。‎ ‎（2）选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体。‎ 已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H1=-566 kJ∙mol-1‎ ‎ ②2NO(g)+2CO(g) ⇋ N2(g)+ 2CO2(g) ∆H2=-746 kJ∙mol-1‎ ‎ 则反应N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的∆H＝ kJ∙mol-1。‎ ‎（3）在一定温度下，向1L密闭容器中充入0.5 mol NO、2 mol CO，发生上述反应②，‎ ‎20s反应达平衡，此时CO的物质的量为1.6 mol。在该温度下反应的平衡常数K= 。‎ ‎（4）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_____________________。‎ 直流电源 Pt 电极 Ag-Pt 电极 H2O NO3— N2‎ 质子交换膜 A B ‎（5）氮氧化物进入水体可转化为NO3─，电化学降解法可用于治理水中NO3─的污染。原理如图所示。‎ 电源正极为 (填“A”或“B”)，若电解过程中转移了0.4mol电子，则处理掉的NO3─为 g。‎ ‎【答案】（1）C+H2O(g)= CO+ H2 （2）+180 （3）1.25‎ ‎（4）CO2+2e-+2H+=HCOOH （5）A，4.96g ‎【变式2】‎ 氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题： ‎ ‎(1)氮元素原子的L层电子数为 ；‎ ‎ (2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为 ； ‎ ‎(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。‎ ‎ 已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) △H1= -19.5kJ·mol-1 ‎ ‎ ②N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O △H2= -534.2kJ·mol-1‎ 写出肼和N2O4 反应的热化学方程式 ‎ ；‎ ‎ (4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为 ‎ ‎ 。‎ ‎【答案】(1)5‎ ‎(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O ‎(3)2N2H4 (1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H= -1048.9kJ·mol-1‎ ‎(4)N2H4 -4e-+4 OH-=N2+4H2O ‎【解析】 (1)N原子的原子结构示意图为：，故其L层上有5个电子；‎ ‎(2)NH3+NaClO——N2H4，根据元素守恒还应生成NaCl和H2O，观察法可配平方程式为 2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O；‎ ‎(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：2N2H4 +N2O4==3N2+4H2O，观察已知的两个热方程式可知，②×2-①得：2N2H4 (1)+N2O4(1)==3N2(g)+4H2O(g) △H=△H2×2-△H1== -1048.9kJ·mol-1。‎ ‎(4)“肼—空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应，故负极是肼发生的反应为：‎ N2H4 -4e-+4 OH-=N2+4H2O。‎